液晶化合物、液晶組合物以及液晶顯示元件的制作方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶化合物，且特別是有關(guān)于一種具有高介電常數(shù)異向性及低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度的液晶化合物、含有該液晶化合物的液晶組合物以及液晶顯示元件?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]液晶顯示器具有重量輕、省電、無(wú)輻射與全彩顯示等優(yōu)點(diǎn)，因此已成為最普遍的顯示器產(chǎn)品。近年來(lái)，隨著技術(shù)不斷提升，以及對(duì)高解析度、高反應(yīng)速率與高畫(huà)質(zhì)的要求，液晶顯示器已由扭轉(zhuǎn)向列（twistednematic,TN)、超扭轉(zhuǎn)向列（supertwistednematic,STN)與雙穩(wěn)態(tài)扭轉(zhuǎn)向列（bistabletwistednematic,BTN)等被動(dòng)式驅(qū)動(dòng)顯示方式，發(fā)展成具有薄膜電晶體（thinfilmtransistor,TFT)的主動(dòng)矩陣式液晶顯示器。隨著廣視角技術(shù)的需求，橫向電場(chǎng)（in-planeswitching,IPS)、邊界電場(chǎng)切換（fringefieldswitching,FFS)、垂直配向（verticalalignment,VA)與聚合物穩(wěn)定配向（polymersustainedalignment,PSA)等液晶顯示方式的開(kāi)發(fā)與突破，對(duì)于未來(lái)面板的應(yīng)用與發(fā)展是相當(dāng)重要的。[0003]對(duì)于液晶顯示器來(lái)說(shuō)，目前需要的是具有高介電常數(shù)異向性（dielectricconstantanisotropy,Δε)、低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度（rotationalviscosity,γ?)、適當(dāng)?shù)恼凵渎?birefringence)以及范圍廣的操作溫度的液晶介質(zhì)。特別是，當(dāng)液晶介質(zhì)具有較高的介電常數(shù)異向性時(shí)，可以降低液晶顯示裝置的閾值電壓（thresholdvoltage,Vth);當(dāng)液晶介質(zhì)具有較低的轉(zhuǎn)動(dòng)粘度時(shí)，可以加快應(yīng)答（response)速度；當(dāng)液晶介質(zhì)具有較高的澄清點(diǎn)時(shí)，可擴(kuò)大液晶介質(zhì)的應(yīng)用操作溫度范圍?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明提供一種液晶化合物，將該液晶化合物應(yīng)用于液晶組合物中，可使液晶組合物具有高介電常數(shù)異向性、低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度以及寬液晶相范圍，且采用該液晶組合物制作液晶顯示元件，可使液晶顯示元件具有更好顯示效能及品質(zhì)。[0005]本發(fā)明的液晶化合物，由式1表示：[0006][0007]R1為烷基或烯基，R1中的一或多個(gè)氫原子可被氟原子取代，一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2_可被-0-取代，其中當(dāng)R1中的一或多個(gè)_CH2-未被-0-取代時(shí)，R1的碳數(shù)為2至10,而當(dāng)R1中的一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2-被-0-取代時(shí)，R1的碳數(shù)仍為2至10;[0008]R2為碳數(shù)為1至10的烷基；[0009]A\A2、A3及A4獨(dú)立地為1，4_亞環(huán)己基或1，4_亞苯基，其中A1到A4上的一或多個(gè)氫原子可被鹵素取代；[0010]z\z2及Z3獨(dú)立地為單鍵、-(：2!14-、-〇)0-、-0〇)-、-〇卩20-、-(^^2-、-(：三(：-或-〇1=CH-;以及[0011]n、m獨(dú)立地為1或0。[0012]本發(fā)明的液晶組合物包括如前所述的液晶化合物。[0013]本發(fā)明的液晶顯示元件包括如前所述的液晶化合物。[0014]基于上述，本發(fā)明提出一種液晶化合物以及包含此液晶化合物的液晶組合物和液晶顯示元件，其中液晶組合物具有高介電常數(shù)異向性、低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度、寬液晶相范圍、以及良好的耐酸性、耐熱性及耐UV性。[0015]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明如下。[0016]實(shí)施方式[0017]在本文中，由"一數(shù)值至另一數(shù)值"表示的范圍，是一種避免在說(shuō)明書(shū)中一一列舉該范圍中的所有數(shù)值的概要性表示方式。因此，記載了某一特定數(shù)值范圍，等同于揭露了該數(shù)值范圍內(nèi)的任意數(shù)值以及由該數(shù)值范圍內(nèi)的任意數(shù)值界定出的較小數(shù)值范圍，如同在說(shuō)明書(shū)中明文寫(xiě)出該任意數(shù)值和該較小數(shù)值范圍一樣。例如，記載"含量為10~80%"的范圍，就等同于揭露了"含量為20%~40%"的范圍，無(wú)論說(shuō)明書(shū)中是否列舉其他數(shù)值。[0018]在本文中，如果沒(méi)有特別指明某一基團(tuán)是否經(jīng)過(guò)取代，則該基團(tuán)可表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的基團(tuán)。例如，"烷基"可表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基。[0019]在本文中，有時(shí)以鍵線式（skeletonformula)表示化合物結(jié)構(gòu)。這種表示法可以省略碳原子、氫原子以及碳?xì)滏I。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)式中有明確繪出原子或原子基團(tuán)的，則以繪示者為準(zhǔn)。[0020]本發(fā)明的一實(shí)施方式提出一種液晶化合物，其具有高介電常數(shù)異向性、低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度、寬液晶相范圍以及良好的耐酸性、耐熱性及耐UV性。[0021]本實(shí)施方式的液晶化合物由以下式1表示：[0022]其中尺1、1?231323334、21、22、23、11和111的定義將于下文中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[0023]R1為烷基或烯基，R1中的一或多個(gè)氫原子可被氟原子取代，一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2_可被-0-取代，其中當(dāng)R1中的一或多個(gè)_CH2-未被-0-取代時(shí)，R1的碳數(shù)為2至10,優(yōu)選的碳數(shù)為2至5,而當(dāng)R1中的一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2-被-0-取代時(shí)，R1的碳數(shù)仍為2至10,優(yōu)選的碳數(shù)為2至5。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，R1可以是未經(jīng)取代的烷基或烯基、烷基或烯基中的一或多個(gè)氫原子被氟原子取代后的基團(tuán)、烷基或烯基中的一個(gè)或不相鄰的多個(gè)_CH2-被-0-取代后的基團(tuán)，或烷基或烯基中的一或多個(gè)氫原子被氟原子取代且一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2-被-0-取代后的基團(tuán)，且無(wú)論R1中的-CH2-是否被-0-取代，R1的碳數(shù)都是2至10,優(yōu)選的碳數(shù)是2至5。另外，前述烷基可以是直鏈或分支鏈的烷基，前述烯基可以是直鏈或分支鏈的烯基。[0024]在一實(shí)施方式中，R1中的一或多個(gè)氫原子被氟原子取代。[0025]在一實(shí)施方式中，R1中的一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2_被-0-取代；例如，R1可為烷氧基、稀氧基或謎基。[0026]在一實(shí)施方式中，R1為烯基，其中，一或多個(gè)氫原子可被氟原子取代，且R1中的一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2-經(jīng)-0-取代；亦即，R1為同時(shí)含有-0-及雙鍵的基團(tuán)。例如，R1為-0CHCF"-0CF2CHCF2、-0CHCHCH3〇[0027]在一實(shí)施方式中，R1選自碳數(shù)為2至10的烷基、烷氧基、烯基、稀氧基或謎基，優(yōu)選是選自碳數(shù)為2至5的烷基、烷氧基、烯基、烯氧基或醚基，其中，R1上的一或多個(gè)氫原子可被氟原子取代。[0028]在一實(shí)施方式中，R1為-0CHCF2、-0CF2CFCF2或-0CH2CF3。[0029]R2為碳數(shù)為1至10的烷基。詳細(xì)而言，R2為碳數(shù)為1至10的直鏈或分支鏈的燒基，例如：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基或癸基等。[0030]A\A2、A3及A4獨(dú)立地為1，4_亞環(huán)己基或1，4_亞苯基，其中A1到A4上的一或多個(gè)氫原子可被鹵素取代。詳細(xì)而言，所述1，4-亞環(huán)己基及1，4-亞苯基上的一或多個(gè)氫原子可被氟原子、氯原子或溴原子取代。[0031]在一實(shí)施方式中，A1、A2、A3及A4獨(dú)立地選[及[0032]在一實(shí)施方式中，A1、A2、A3及A4獨(dú)立地選自[0033]在一實(shí)施方式中，A\A2、A3及A4為卜.?[0034]Z\Z2及Z3獨(dú)立地為單鍵、_(：2!14-、-〇)0-、-0〇)-、-〇卩20-、-(^^2-、-(：三(：-或-〇1=CH-。在一實(shí)施方式中，Z1、Z2及Z3獨(dú)立地選自單鍵及-CF20-。[0035]n、m獨(dú)立地為1或0。也就是說(shuō)，式1表示的液晶化合物具有三至五個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施方式中，η和m皆為0;亦即，式1表示的液晶化合物具有三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)，且其中的結(jié)構(gòu)與R2直接相接。[0036]另外，在一實(shí)施方式中，式1表示的液晶化合物選自以下式l_a至式Ι-d表示的化合物：[0037]P[0038][0039][0040]其中式l_a至式1-d中的R1及R2的定義已于上文中說(shuō)明。[0041]在一實(shí)施方式中，式1表示的液晶化合物例如選自以下液晶化合物l-a-Ι~l-a-3、l-b-l~l-b-3、l-c-l及l(fā)-d-Ι:[0042][0045]由于式1表示的液晶化合物的骨架中具有、結(jié)構(gòu)且R1的碳數(shù)是2至10，因此具有高介電常數(shù)異向性、低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度以及寬液晶向列相范圍。另外，通過(guò)調(diào)整不同的連接基團(tuán)或取代基（例如氟原子），可使得式1表示的液晶化合物進(jìn)一步達(dá)到降低轉(zhuǎn)動(dòng)粘度同時(shí)保持耐酸性、耐熱性及耐UV性的目的。[0046]本發(fā)明的另一實(shí)施方式提出一種液晶組合物，該液晶組合物除了包括式1表示的液晶化合物外，更包括選自由式2所表示的化合物中的至少一者：[0047][0048]R3為碳數(shù)為1至10的烷基或碳數(shù)為2至10的烯基，且在前述烷基或烯基中，一或多個(gè)氫原子可被氟原子取代，一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2_可被-0-取代；R4為鹵素、碳數(shù)為1至10的烷基或碳數(shù)為2至10的烯基，且于前述烷基或烯基中，一或多個(gè)氫原子可被氟原子取代，一個(gè)或不相鄰的多個(gè)-CH2-可被-0-取代；A5、A6及A7獨(dú)立地為1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞苯基，其中A5到A7上的一或多個(gè)氫原子可被鹵素取代；Z4及Z5獨(dú)立地為單鍵、-C2H4-、-COO-、-0C0-、-CF20-、-0CF2-、-Cec-或-CH=CH-;以及當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 4